紫色甘薯花色苷抗氧化譜效關(guān)系及轉(zhuǎn)基因植株代謝產(chǎn)物分析.pdf

1、紫色甘薯(Ipomoea batatas)是一種甘薯品種，因含有豐富的植物色素而表現(xiàn)出薯皮紫黑色、肉質(zhì)紫紅色。紫色甘薯不僅營養(yǎng)豐富，還含有多種生物活性物質(zhì)，尤其是花色苷具有抗氧化、抗腫瘤、抗糖尿病、抗感染和保肝等活性。紫色甘薯花色苷主要是矢車菊素(cyanidin)和芍藥素(peonidin)形成糖苷后被咖啡酸、阿魏酸或?qū)αu基苯甲酸?；笮纬傻漠a(chǎn)物，具有較好的pH穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。本研究旨在發(fā)現(xiàn)影響紫色甘薯花色苷抗氧化活性的關(guān)鍵成分及研

2、究Lc轉(zhuǎn)錄因子對紫色甘薯花色苷生物合成的影響。
　　第一部分，通過高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS/MS)對已建立的30個紫色甘薯培育種的指紋圖譜中13個共有峰進行結(jié)構(gòu)鑒定，結(jié)果如下:cyanidin3-sophoroside-5-glucoside(P1), peonidin3-sophoroside-5-glucoside(P2), cyanidin3-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-gluco

3、side(P3), peonidin3-p-hydroxybenzoylsophoroside-5-glucoside(P4), cyanidin3-feruloyl sophoroside-5-glucoside(P5),peonidin3-feruloyl sophoroside-5-glucoside(P6), cyanidin3-caffeoyl sophoroside-5-glucoside(P7), cyanidin3-ca

4、ffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside(P8),cyanidin3-caffeoyl-feruloyl sophoroside-5-glucoside(P9), peonidin3-caffeoylsophoroside-5-glucoside(P10), peonidin3-dicaffeoyl sophoroside-5-glucoside(P11),peonidin3-caf

5、feoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside(P12)和peonidin3-caffeoyl-feruloyl sophoroside-5-glucoside(P13)。利用pH示差法測量了總花色苷含量，分布范圍為74.3-607.0 mg/100 g dw，培育種間的最大差異約為8倍。紫色甘薯花色苷30個培育種指紋圖譜具有良好的相似度（大于0.78）。主成分分析的結(jié)果表明，主成分PC1包

6、含的是母核結(jié)構(gòu)的信息，而PC2則是花色苷化合物?；鶊F的取代情況。大多數(shù)培育種種矢車菊素類花色苷含量要低于芍藥類。將LC-MS鑒定的化合物與本實驗室前期研究獲得的抗氧化數(shù)據(jù)（30種培育種樣品的還原力、DPPH自由基清除率、羥基自由基清除率和亞油酸自氧化抑制率）結(jié)合，引入灰色關(guān)聯(lián)分析法進行譜效關(guān)系研究。將每種花色苷對每種抗氧化活性體系的貢獻做出相應(yīng)的排序。分析結(jié)果將13種花色苷依照抗氧化活性貢獻由高至低分成了四組，其中化合物P4、P11和

7、P12在四種不同的抗氧化體系中表現(xiàn)出高度的一致性，均最具有較強的抗氧化活性，具體的，P11在還原力和亞油酸自氧化抑制率具有最高的貢獻，P12在羥基自由基清除率上表現(xiàn)最佳，P4同P11在DPPH自由基清除率上具有較為相似的貢獻。實驗表明，不同個花色苷對抗氧化活性的貢獻不同，且有助于篩選合適的株系進行育種。
　　第二部分將異源玉米轉(zhuǎn)錄因子Lc通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄至紫色甘薯Ayamurasaki獲得的轉(zhuǎn)基因紫色甘薯株系，利用LC-MS技術(shù)

8、，對其進行了代謝譜分析。結(jié)果顯示，(1)較野生型紫色甘薯，3種Lc轉(zhuǎn)基因紫色甘薯品種在總花色苷含量上表現(xiàn)出了不同程度的增加（1.50-1.66倍）。(2)通過LC-MS/MS共鑒定出19個化合物，分別是:cyanidin3-sophoroside-5-glucoside(1)，pelargonidin3-sophoroside-5-glucoside(2), peonidin3-sophoroside-5-glucoside(3), c

9、yanidin3-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside(4), cyanidin3-(6"'-caffeoyl sophoroside)-5-glucoside(5), peonidin3-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside(6), cyanidin3-feruloyl sophoroside-5-glucoside(7),peonidin3-fe

10、ruloyl sophoroside-5-glucoside(8),cyanidin3-dicaffeoyl sophoroside-5-glucoside(9a),cyanidin3-caffeoylsophoroside-5-glucoside(9b), cyanidin3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside(10), cyanidin3-caffeoyl-ferulo

11、yl sophoroside-5-glucoside(11),peonidin3-caffeoyl sophoroside-5-glucoside(12), peonidin3-dicaffeoyl sophoroside-5-glucoside(13), pelargonidin3-dicaffeoyl sophoroside-5-glucoside(14),peonidin3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl so

12、phoroside-5-glucoside(15a),pelargonidin3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside(15b), peonidin3-caffeoyl-feruloylsophoroside-5-glucoside(16)和pelargonidin3-caffeoyl-feruloyl sophoroside-5-glucoside(17);它們分別屬于天竺

13、葵素類花色苷（化合物2、14、15b和17）、矢車菊素類花色苷（化合物1、4、5、7、9a、9b、10和11）及芍藥素類花色苷（化合物3、6、8、12、13、15a和16）。野生型與轉(zhuǎn)基因株系相比，出現(xiàn)了兩種新的花色苷，即是化合物14和化合物15b。(3)與野生型相比較，轉(zhuǎn)基因株系中的三類花色苷化合物，即矢車菊素、芍藥素、天竺葵素類花色苷的含量發(fā)生變化，其中矢車菊素和天竺葵素類花色苷相對含量升高，而芍藥素類降低。
　　本文通過譜效